Científicos crean bolas Airway enfermedades pulmonares estudio

Agosto 23, 2015 Admin Salud 0 1
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A partir de esta célula única "línea base", una pequeña células madre en cuclillas, que dividen para reponer la capa de revestimiento del pulmón, los científicos crearon esferas huecas 3-D que se han alineado en tanto ciliar y las células secretoras. Este modelo 3-D puede ser utilizado para el estudio de procesos dinámicos subyacentes enfermedades pulmonares, incluyendo el cáncer, dijo Brigid Hogan, Ph.D., director del Departamento de Biología Celular e investigador principal del estudio de Duke, que fue publicado PNAS Early Edition.

"Ahora que tenemos este modelo en 3-D y la información sobre el gen de expresión" firma "de las células basales, que estamos en una posición fuerte para ver lo que sucede cuando un pulmón de células comportamiento va mal", dijo Hogan. "Podríamos, por ejemplo, ser capaz de activar un oncogén (gen que causa cáncer) u otros factores para ver cómo el cáncer de pulmón podría desarrollar en las vías respiratorias. Sorprendentemente, casi nada se sabe acerca de las células basales del pulmón, que son tan importante para la salud y representan casi un tercio de las células en el tracto respiratorio humano ".




Normalmente, las células madre basales mantener las vías respiratorias lentamente convirtiéndose en nuevas células ciliadas y células secretoras. Las células ciliadas se asemejan agitando escobas que barren a lo largo de las partículas y distribuyen las secreciones que se necesitan en las vías respiratorias, y las células secretoras proporcionan las secreciones antibacterianos y lubricantes. Estos dos tipos de células son bien ordenados en proporciones iguales en las vías respiratorias pulmonares sanos. Sin embargo, cuando los pulmones se ven afectados por enfermedades como el cáncer, daño químico, la fibrosis quística o asma, el saldo de estas células puede ser desechado.

Al aprender el papel de estas células basales jugar para mantener el tejido de las vías respiratorias, los científicos fueron capaces de crear una nueva forma de estudiarlos.

"Hemos puesto mucho esfuerzo en el desarrollo de este modelo, para que nosotros y otros grupos podemos probar la capacidad de las células progenitoras de las vías respiratorias brecha individual y diferenciar en condiciones definidas", dijo el autor principal Jason Roca , Ph.D., un asociado postdoctoral en el Departamento de Biología Celular, de Duke. "Ahora podemos cambiar las condiciones de cultivo para investigar los mecanismos que subyacen en condiciones patológicas, incluyendo el asma crónica y el cáncer."

La obra fue una colaboración de biólogos celulares, Marcos Onaitis, MD, del Departamento de Cirugía en la Universidad de Duke Medical Center, y Scott H. Randell, PhD., Del/Investigación pulmonar y Centro de Tratamiento de la Universidad de la fibrosis quística Carolina del Norte en Chapel Hill.

Los científicos aislaron células basales, fijados cada uno por separado en una suspensión de gel, y se observaron las células que crecen en una esfera hueca como dividido. El análisis muestra que las células basales permanecen fuera de la esfera, mientras que dentro de la cavidad se alinea con un igual ciliar provisión y células secretoras, como en la naturaleza.

"Esta célula basal está haciendo hijas, que son polarizados y retienen su orientación para que puedan formar una estructura con células luminales (revestimiento de las vías respiratorias) en él", dijo Hogan. "Sólo un 5 por ciento de las células basales que aislamos y poner en gel forman estas esferas, tal vez estos son los que normalmente están listos para entrar en acción cuando son desafiados."

Después de la clasificación cuidadosamente las células individuales de ratón verde fluorescente basal de las otras células del tejido de pulmón, los científicos estudiaron los genes expresados ​​en estas células de ratón utilizando la tecnología de microarrays. Se encontraron más de 600 genes expresados ​​preferentemente en las células basales en comparación con otras células.

"Hemos encontrado que muchos de estos genes son similares a los genes expresados ​​en las células madre en otros tejidos", dijo Hogan. "Creemos que estos genes están ayudando a estas células a permanecer" tranquilo "y evitar su multiplicación hasta que consiguen la señal correcta."

Los investigadores también descubrieron que un gen expresado en las células basales codifica un receptor de superficie, también se encuentra en las células basales de pulmón humano. "Esto significaba que podíamos usar un anticuerpo marcado contra este receptor para extraer eficazmente las células basales de pulmón humano para crear las bronchospheres humanos para el estudio", dijo Hogan.

Otros autores incluyen Emma Rawlins, Yun Lu, Cheryl P. Clark, y Yan Xue del Departamento de Biología Celular de Duke. Esta investigación es apoyada por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud, del Instituto Médico Howard Hughes Early Career Grant y Parker B. Francis Comunidad.

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